地質勘查中水文地質問題分析及災害防治

趙 青

(新疆自治區水文局水文實驗站，新疆 烏魯木齊 830026)

隨著經濟社會的持續快速增長，當前水利工程的建設也得到了較大的發展，水利工程沿岸經濟社會的發展和人口的聚集，對于水利工程的地質勘察也提出了更高的要求。在水利工程施工之前，對于工程施工地進行地質勘察，不僅有助于提高水利工程基礎設計水平，保障水利工程持力層的承載能力，而且對于防治地質災害均有較為重要的現實意義。鑒于水文情況對于地質工況影響的重要性，因此對于地質勘查中水文勘察的重視，是決定地質勘察水平的重要因素。只有對施工場所地質環境有著充分的了解，才能為水利工程的設計、施工提供必要的支撐數據，保障水利工程的施工安全，同時對于水利工程后期服役安全也有較大程度的保障。對于水利工程的地質勘察，水文地質是較為重要的內容，因此，重視水文地質的資料了解，根據勘察情況及時發現問題和調整應對措施，對于提高水利工程工程的建設質量和后期運營安全具有重要的意義。

1 水文地質概述

如果存在一定量的地下水，相對復雜的地質環境則會對工程的整體性和系統性具有較大的影響，同時在再生性和可調節性方面也有一定程度的影響。以下對水文地質情況進行詳細分析。

1.1 類型區定義

存在于復雜地貌地質下的水，具有水資源的特征，同時還具有系統性、整體性、流動性和循環再生性。水文地質類型區，即根據勘察時地下水的情況、地貌特點和含水層的成因相似性、地下水位附近的巖石條件、不同地下水情況和形成特點進行劃分的獨立的地下水分布區域。

1.2 類型區劃分原則

根據上述對于水文地質類型區的定義分析，對于水文地質類型區的劃分并非任意進行，而是根據一定的規律和標準進行劃分的，根據相關文獻和實際工程情況，具體原則有如下幾點。

(1)對水文地質類型區的勘察，并非單純的地質勘察，需要根據地下水的具體情況配合進行，只有結合地下水的分布和評價情況，才能對類型區的勘察進行客觀的評價。

(2)水文地質的形成，主要是受到地下水和巖層的共同作用，因此，對水文地質的勘察，同時離不開對地質成因的分析和研究。

(3)對地下水質含水層的介質類型進行分析，需要綜合考慮地質巖性、埋藏條件和地下水天然組成情況，因此如果需要對地下含水層的介質情況進行恰當的評價，需要擴大水文地質的勘察范圍。

1.3 類型區的特征

根據水文地質類型區的定義和劃分原則，對地下水進行劃分時，需要綜合考慮地下水與地上水的情況，形成一定的劃分特色，使得每種水文地質類型區均有獨特的與眾不同的特征，具體關系如圖1所示。

圖1 地表水與潛水的關系

根據圖1地表水與潛水的關系，每個水文地質類型區域的特質需要根據地下水和地表水的關系開始研究，如地表水的流域面積和流動特點，結合周邊地質和水文地質情況，具體分析勘察區域地下水的存儲和運動情況，如自我補給、自我凈化和徑流過程。

2 巖土的水理性質

以往在地質勘察過程中，對于巖土的物理力學性質的研究較為充分，然而對影響巖土工程性質的水理性質的研究卻不足，因此造成工程的地質穩定性受到較大的威脅。以下對影響巖土工程性質的地下水的賦存形式和水理性質測試方法進行詳細介紹。

2.1 地下水的賦存形式

在水利工程地質勘查中，避不開的就是巖土與水共同作用的問題，巖土與地下水相互作用而顯示的各種性質，即巖土水理特性。與巖土物理性質一樣，都是巖土的重要工程性質，不僅對于巖土的強度和變形具有較大的影響，同時對于水利工程的施工安全和后期服役安全性能具有較大的影響。圖2為某平原地區巖土分布情況。

圖2 某平原地區巖土分布情況

基于巖土中地下水的賦存形式，地下水可以分為結合水、毛細管水和重力水等。根據結合強度的大小結合水分為強結合水和弱結合水2種。

2.2 巖土水理性質簡介

對于巖土的水理性質，不同地區的巖土會受到不同的影響，以下就常見巖土的水理性質進行介紹。

(1)軟化性。主要指巖土受到水的浸滯作用后，工程性質受到較大的影響，一般用軟化系數表示，這是判斷巖石耐風化和耐水浸滯作用的指標。

(2)透水性。主要指巖土在水重力作用下容許水通過的能力。對于巖土而言，顆粒愈細、顆粒愈不均勻，其透水性能則越弱。

(3)崩解性。主要指受到地下水浸滯的巖體，由于土粒之間的作用被削弱、破壞而引起整體崩塌、階梯的特點。

(4)給水性。給水性指飽水巖土在重力作用下從空隙、裂縫能夠流出一定量的水，主要通過給水度表示。

3 水文地質危害的影響因素分析

在地質勘察過程中，會遇到不同的水文地質災害問題，以下就水文地質災害的影響因素進行分析。

3.1 地下水位升降

在水利工程的地質勘察過程中，水文地質災害是影響地質勘察結果較為重要的影響因素之一，如果不能對水文地質災害進行有效地了解和應對，將會對工程安全造成較大的影響。對于水利工程而言，地下水無疑是水利工程水文地質災害的主要來源，地下水位的上升還是下降，地下水受到人為因素或自然因素的影響，都會對水利工程的地基承載能力造成較大的影響，如果地下水位的變化處于可控范圍之內，則對水利工程的影響不大；如果超過臨界范圍，則會對于水利工程的運營安全造成不可估量的影響。

3.2 地下水壓力變化

對于水利工程的水文地質情況，地下水的水壓力也具有較大程度的影響。在普通工程中，地下水的作用力較小，如果一直維持在穩定的范圍之內，則不會對工程安全造成大的影響。如果在水利工程施工中，對于地下水壓力的重視程度不夠，極有可能在施工中打破原來地下水壓力的平衡，引發地下水壓力災害。對于地下水壓力變化引起的災害具體如下。

(1)施工安全。在水利工程施工過程中，如果地下水壓力發生突變，則極有可能發生流砂或突涌，對于施工安全和地基穩定性造成較大的威脅。

(2)服役安全性。對于水利工程而言，如果因為地下水壓力使地基承載能力發生變化，且變化程度超過設計允許值則會對水利工程的地基基礎造成較大影響，甚至會對水利工程的質量和后期服役安全造成較大的影響。

因此，在水利工程地質勘察過程中，需要對地下水壓力的變化情況進行充分地了解和分析，從根本上解決地下水壓力變化對水利工程造成的威脅。

4 水文地質危害的解決策略分析

水文地質災害不僅影響地質勘察的評價情況，同時對于地基安全造成較大的威脅，甚至影響水利工程的后期服役安全，因此對于水文地質問題有必要采取針對性的應對方案。

4.1 調整和規范地質勘查工序

對于水利工程而言，工程地質勘察的工作，不僅對于施工安全具有較大的影響，同時對于工程地基質量和服役安全性也有較大的影響。我國對工程地質勘察工作的重視程度越來越高，出臺和頒布了較為完善和系統的規章制度。具體如見樣取證作業等?？茖W合理的規章制度，不僅對于勘察工作的科學性有所保障，同時對于水利工程的施工合理性也有較大程度的提升。

4.2 深入調查地下水實時狀態

鑒于水文地質情況會隨著季節和時間的變化而發生不同程度的改變，因此在水利工程施工時，需要提前調查水利工程地下水的埋藏情況，確保工程不因水文地質情況而受到影響，具體為：根據工程情況，確定水文地質條件的調查目的，設置針對性的調查指標；對于地下水的類型、水位埋深進行調查了解，同時對于地下水位的變化規律和水質情況進行充分了解。

4.3 嚴格控制地下水位

對于水利工程而言，如果地下水位發生變化，其質量和服役壽命都會受到較大的影響。因此，對地下水位的升降需要給予充分的重視，這可以從引水渠或排水管2個方面予以保障。由于地下水位對于工程會造成較大的影響，因此在施工過程中需要對地下水的抽排工作給予充分的重視，一旦發生地下水水位失控情況，需要具有針對性的預案，避免水位變化對于水利工程的質量安全造成較大的影響。

5 結論

水文地質災害對于工程地質勘察評價具有較大的影響，如果在施工中應對不當對于施工安全甚至后期服役情況也會造成較大的影響。因此對于地質勘查中的水文地質調查，不僅對于地質勘察工種產生較大的影響，對于水利工程的落實奠定較好的設計基礎，同時對于地基持力層的設置和相應災害的影響都具有較大的意義。在經濟社會持續快速增長的21世紀，對于水利工程地質勘查中的水文地質問題需要給予充分重視，需要不斷在勘察程度、地下水位調查和控制方面給予必要的關注，保障地質勘察中水文勘察的可靠性，為水利工程的施工安全和后期服役質量提供最為基礎的保障。